本發明專利技術涉及一種預應力玻璃激光退應力方法，具體為：利用激光對預應力玻璃(鋼化玻璃和半鋼化玻璃)的快速加熱特性，對需要進行后續加工的預應力玻璃選擇性局部區域快速加熱退應力處理，使該局部具備可加工的特性，同時不實質性影響預應力玻璃整體使用強度要求，這種方法突破了預應力玻璃難以后續加工的行業難題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光加工領域，尤其涉及鋼化玻璃和半鋼化玻璃的激光加工領域。
技術介紹
鋼化玻璃和半鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃。為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等.物理鋼化就是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加熱到接近軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到預應力玻璃的方法。根據玻璃厚度不同，選擇加熱降溫的時間不同。物理鋼化處理后玻璃表面形成均勻壓應力，而內部則形成拉應力，使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以提高，其強度約是普通退火玻璃的四倍以上。已鋼化處理好的玻璃，不能再作任何加工或受破損，否則就會“粉身碎骨”。退火玻璃通過高溫和淬冷，根據玻璃表面應力大小劃分為半鋼化玻璃玻璃和鋼化玻璃。化學鋼化是通過離子交換形成玻璃的表面壓應力的一種玻璃鋼化方法。離子交換工藝的簡單原理是在400攝氏度左右堿鹽溶液中，使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑較大的離子交換，比如玻璃中的鋰離子與溶液中的鈉離子交換，玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換，利用堿離子體積上的差別產生表層壓應力。對厚玻璃的增強效果不甚明顯，特別適合增4毫米以下厚的玻璃。化學預應力玻璃的優點是，其未經轉變溫度以上的高溫過程，所以不會像物理預應力玻璃那樣存在翹曲，表面平整度與原片玻璃一樣，同時在強度和耐溫度變化有一定提高，并可適當作切裁處理。目前隨著觸摸屏行業的發展，多數采用化學剛化玻璃，其玻璃材料為特殊的鈉硅酸鹽玻璃材料，通過鈉鉀離子交換來提升自身強度，達到玻璃強化的目的，耐沖擊性、表面硬度得到顯著提升。如果首先在玻璃上做好電路，玻璃不能做鋼化處理。但若先將玻璃鋼化后，再做電路，鋼化玻璃卻又不可以進行后續加工。總之，所有鋼化玻璃和半鋼化玻璃，都是中間層承受拉應力，兩表面層承受壓應力。一旦有任何破損，產生應力集中，玻璃就會破碎。鋼化玻璃和半鋼化玻璃加工歷來是比較難的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，以使得預應力玻璃在后續加工過程中不易破裂，解決預應力玻璃不能后續加工的行業難題。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下，具體方案如下采用加熱激光照射預應力玻璃的待退應力處理區域，使被照射區域玻璃的溫度急劇上升，使得預應力玻璃局部退應力化。該退應力化區域能夠進行后續加工，所述退應力化為激光照射區域玻璃應力相對加熱激光加熱處理前減弱或者消失。進一步，所述加熱激光照射預應力玻璃的待退應力處理區域步驟中，通過加熱激光對預應力玻璃待退應力處理區域進行填充掃描加熱。進一步，所述加熱激光照射預應力玻璃的待退應力處理區域步驟中，通過加熱激光波長選擇、加熱激光掃描速度、加熱激光掃描密度、加熱激光照射時間和控制玻璃表面激光功率大小來控制該被照射區域玻璃溫度。進一步，預應力玻璃為鋼化玻璃或半鋼化玻璃。進一步，所述鋼化玻璃為物理鋼化玻璃或化學鋼化玻璃。進一步，所述半鋼化玻璃為物理半鋼化玻璃或化學半鋼化玻璃。 進一步，所述加熱激光為二氧化碳激光或紫外激光或半導體紅外激光或光纖激光。進一步，所述加熱激光光源為加工激光光源。能夠被預應力玻璃吸收的激光為加熱激光，即預應力玻璃對加熱激光有一定的吸收率，具體吸收率與玻璃成分、激光加熱厚度、激光波長、激光峰值功率密度等多種因素有關。加熱激光用于對預應力玻璃需要加工的區域進行急劇加熱處理，還用于對預應力玻璃行進一定時間的保溫，促使該區域預應力玻璃的應力得到一定程度的釋放或者應力完全消失，這個過程即為預應力玻璃激光退應力處理。其機理是，采用加熱激光照射預應力玻璃待加工區域，預應力玻璃吸收激光光子而被急劇加熱。對于化學預應力玻璃，在加熱激光照射區域內的預應力玻璃達到較高溫度，當低于玻璃軟化溫度時(玻璃軟化溫度與具體玻璃成分有關)，玻璃外層(壓應力層)大體積原子和玻璃內層(拉應力層)小體積原子進行位置相互交換，外層大體積原子向內部滲透，內層小體積原子向外層轉移，或者外層(壓應力層)內部大小原子位置重新排列，都可以形成應力釋放；當加熱激光照射區域玻璃在達到玻璃軟化溫度時(玻璃軟化溫度與具體玻璃成分有關)，該區域玻璃的中間層和表面層因應力存在，產生塑性形變，因而減少或者消除該區域預應力玻璃的應力。對于物理預應力玻璃，將加熱激光照射區域內的預應力玻璃加熱到一定溫度，使得該區域預應力玻璃的中間層和表面層的產生塑性形變，因而減少或者消除該加熱區域預應力玻璃的應力。一旦預應力玻璃的局部應力減少或者消除，就可以對該預應力玻璃退應力區域進行所需的切割或者鉆孔等形式的加工處理，加工手段包括激光加工或者機械加工或者其他加工手段，通過這種方法解決了預應力玻璃難以加工的問題。這種激光退應力處理可以在加工之前完成，也可以在激光加工過程中同步完成。對預應力玻璃進行切割或鉆孔等操作的的激光稱為加工激光，在一些情況下也可以同時作為加熱激光。在操作過程中可以先對預應力玻璃進行激光退應力處理，再對該預應力玻璃退應力區域進行后續的加工操作，在這種情況下，加熱激光和加工激光可以為同一束激光(改變激光的峰值功率，加熱的時候激光峰值功率低一些，加工的時候激光峰值功率高一些)，這種配置可以節省激光光源的數量；加熱激光和加工激光也可以是兩束分別獨立的激光。另外一種操作方式是，對預應力玻璃激光退應力處理的同時對該預應力玻璃退應力區域進行加工操作，在這種情況下，加熱激光和加工激光是同時進行的兩束分別獨立的激光。根據具體不同的預應力玻璃的成分、厚度、均勻性、預應力程度、剛化方法等確定加熱激光的類型、激光的波長、激光的平均功率、激光光斑大小，以及在對預應力玻璃加熱的時候，光斑是靜止還是移動狀態。加熱激光的類型包括連續激光和脈沖激光。連續激光是連續波形式的激光，脈沖激光是發射激光脈沖的激光。通過加熱激光波長選擇、加熱激光掃描速度、加熱激光掃描密度、加熱激光照射時間和控制玻璃表面激光功率大小來控制該被照射區域玻璃溫度。應力松弛速度取決于預應力玻璃溫度，溫度越高，應力松弛速度越快。一般預應力玻璃厚度薄的，選擇玻璃吸收激光能量系數大的激光波長，預應力玻璃較厚的，選擇玻璃吸收激光系數小一些的激光波長，這樣有利于加熱區域玻璃均勻受熱，激光的波長可以在200納米到12微米之間選擇。相同條件下，激光掃描速度越慢，玻璃升溫速度快；激光掃描速度快，玻璃升溫速度相對較慢。玻璃升溫有時候也需要考慮具體種類玻璃對局部溫度變化的承受能力。加熱激光照射掃描速度可以從O毫米/秒到30米/秒之間選擇，相同條件下，加熱激光掃描密度越大，被照射部分玻璃升溫速度就越快，反之就相對慢，加熱激光掃描密度也需要考慮具體種類玻璃對局部溫度變化的承受能力，激光照射加熱掃描密度可從掃描線寬百分之百 重疊度到掃描線與線之間相距10倍線寬的間距，掃描路徑可以是 平行線、網格、螺旋漸開線、同心圓等。激光照射時間越長，玻璃溫度越高。玻璃表面激光功率越大，玻璃升溫就越快。總之，以上這些因素需要根據具體玻璃的具體情況，包括預應力玻璃成分、厚度、后續加工要求等綜合考慮選擇。應用本專利技術的技術方案，與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果(I)對需要進行后續加工的預應力玻璃選擇性局部區域快速激光加熱退應力處理后，使該局部具備可加工的特性，同時不本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種預應力玻璃激光退應力方法，其特征在于：采用加熱激光照射預應力玻璃的待退應力處理區域，使被照射區域玻璃的溫度上升，使得預應力玻璃局部退應力化。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張立國，
申請(專利權)人：張立國，
類型：發明
國別省市：
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